肿瘤源性CCL5通过招募CCR1+巨噬细胞抑制细胞凋亡并驱动十二指肠腺癌进展的机制研究

本研究通过单细胞转录组测序（scRNA-seq）揭示了十二指肠腺癌（DA）中恶性上皮细胞通过高表达趋化因子CCL5招募CCR1+巨噬细胞的免疫逃逸新机制，证实CCL5/CCR1轴通过抑制凋亡信号通路促进肿瘤增殖和化疗抵抗，为DA靶向治疗提供新策略。

　　

Abstract

十二指肠腺癌（DA）是一种罕见的胃肠道恶性肿瘤，预后差且治疗选择有限。为解析DA肿瘤微环境（TME），我们对原发性DA肿瘤及匹配癌旁组织进行单细胞RNA测序（scRNA-seq），发现恶性上皮细胞存在显著异质性，其中具有免疫相关基因上调的转录特征亚群（定义为免疫相关转录程序）高表达趋化因子CCL5，介导CCR1⁺巨噬细胞的招募。通过患者来源类器官（PDOs）模型验证，表达CCL5的恶性细胞可促进CCR1⁺巨噬细胞迁移（该效应可被CCR1拮抗剂BX471和CCL5中和抗体抑制）。共培养实验中，CCR1⁺巨噬细胞显著增强CCL5阳性类器官的存活与增殖，而CCR1的药理阻断则诱导肿瘤细胞死亡。转录组分析表明CCR1通过下调促凋亡信号通路支持肿瘤生存。重要的是，CCL5/CCR1抑制剂与标准化疗联用可协同杀伤肿瘤细胞。本研究首次阐明CCL5/CCR1轴是DA中肿瘤-巨噬细胞互作的关键媒介，通过抑制巨噬细胞诱导的凋亡促进免疫逃逸和化疗抵抗，靶向该轴有望成为DA治疗新策略。

Introduction

原发性十二指肠癌是罕见恶性肿瘤（占胃肠道肿瘤0.04-0.5%），其中十二指肠腺癌（DA）为主要亚型。因解剖位置隐蔽且临床表现不典型，DA多确诊于晚期，五年生存率不足30%。基因组研究显示DA具有独特分子特征（如APC阳性率、BRAF突变、ERBB2突变、微卫星不稳定性等），区别于其他胃肠道肿瘤。由于样本稀缺和缺乏临床前模型，DA尚无分子分型体系或精准治疗靶点。患者来源类器官（PDOs）凭借其三维培养特性、基因组稳定性和高通量筛选潜力，成为突破传统研究局限的重要工具。肿瘤微环境（TME）在实体瘤进展中起核心作用，但DA的单细胞水平异质性与细胞互作机制仍不明确。本研究通过scRNA-seq刻画DA的TME图谱，并结合类器官模型功能验证，旨在揭示DA特异性分子机制。

Sample collection

从3例DA患者获取手术样本及匹配癌旁组织（患者临床病理数据见Supplementary Data 1）。

Study approval

本研究经仁济医院伦理委员会批准，所有患者签署知情同意书。

Single-cell isolation

组织块经PBS（含2%青霉素/链霉素）清洗后，切成1mm³碎片，采用胶原酶IV和DNase I消化解离，经40μm滤网过滤后获得单细胞悬液。

Poor clinical prognosis of DA

DA诊断依赖内镜（图1A）、CT/PET-CT（图1B）和活检病理（图1C），其对化疗响应有限，预后较差。

Discussion

本研究通过单细胞转录组解析DA的TME异质性，发现具有免疫相关转录程序（含CCL5高表达）的恶性上皮细胞亚群，并通过类器官模型证实CCL5/CCR1轴介导的巨噬细胞招募促进肿瘤存活。该机制为DA靶向治疗提供新方向。

Conclusions

我们构建了DA的单细胞转录图谱，揭示CCL5高表达恶性细胞群通过CCL5/CCR1轴招募巨噬细胞、驱动肿瘤生长并调控化疗响应（图10I），该通路是DA潜在地治疗靶点。